[实用新型]一种防掉块卡钻PDC钻头

说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气、矿山工程、建筑基础工程施工、地质、水文等钻探技术领域，具体是涉及一种防掉块卡钻PDC钻头。

背景技术

PDC钻头是利用聚晶金刚石复合片（即PDC齿）通过刮切、剪切的方式来破碎岩石的钻头，多用于中软地层。现有的PDC钻头均为刀翼式钻头，即在钻头体上设置有若干个刀翼，在刀翼上焊接PDC齿。两个相邻的刀翼之间形成排屑槽，在钻井过程中，如果有岩层掉块落入井底，就容易被卡在排屑槽内，从而影响到正常岩屑的排出，降低钻头的破岩效率。

从钻头结构设计上，改进排屑槽的形状和尺寸,即增加排屑槽的宽度和减小排屑槽的长度，可以降低岩层掉块卡钻事故发生的概率。一方面可以减少刀翼的数量和厚度，达到增加排屑槽宽度的目的。但是刀翼数量对钻头的性能有重要影响，是根据钻井条件和地质条件设计。而刀翼厚度减少将会影响到钻头的强度，减少刀翼厚度容易发生断刀翼的事故。另一方面可以缩短刀翼和保径的长度，达到缩短排屑槽长度的目的。但是刀翼的长度亦是根据钻井条件和地质条件设计，而保径与刀翼相连的，保径起到对井筒的规径作用，并维持钻头在井底稳定的工作。因此保径长短也是根据钻井条件和地质条件设计。

实用新型内容

本实用新型的目的就是克服上述现有技术的不足之处，提出一种防掉块卡钻PDC钻头，降低因岩层掉块落入PDC钻头排屑槽内发生卡钻事故发生的概率，能够有效地提高钻头的破岩效率。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种防掉块卡钻PDC钻头，包括钻头体、刀翼和保径，其特征在于：所述钻头体、刀翼和保径成为一体，在所述钻头体的圆周上分布数个刀翼，所述每个刀翼的下部都连接有保径，在所述刀翼和保径上设置有用于切削岩石的切削齿，相邻两个刀翼以及相邻两个保径之间形成排屑流道，所述保径的上部与刀翼相接，其上部的宽度与刀翼的宽度相同，所述保径的下部宽度逐渐收窄，使其保径两侧逐渐向下靠拢，直到保径下部末端宽度接近为零。

在上述方案中，保径下部宽度逐渐收窄，从而增加了排屑槽下部的宽度，使较小的岩层掉块不容易在该处卡钻。并且更宽的排屑槽有利于井底岩屑的排出，提高钻井效率。

所述保径的侧边沿由直线和曲线组成，所述直线在保径的上部，所述曲线在保径的下部，位于保径两侧边沿的两条曲线逐渐向保径下部末端靠拢，并在保径下部末端通过圆弧过渡。

所述保径下部两侧边沿采用曲线的方式向保径下部末端靠拢，且在保径下部末端通过圆弧过渡。整个保径下端采用流线型设计，可以防止应力集中，并且井底岩屑不易在保径圆滑的下部末端堆积，有利于防止因岩屑堆积产生的卡钻事故。

更进一步，所述保径的长度为L1，所述构成保径侧边沿的直线长度为L2,L1是L2的两倍或两倍以上。足够的保径长度L1可以保障钻头的稳定性和井壁质量，所述直线段L2越短，保径下部的长度就越长，因此下部宽排屑槽的比例就越大，越有利于体现钻头的防卡钻功能。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.排屑槽下部更宽，可以减低岩层掉块卡钻事故发生的概率；

2.排屑槽下部更宽，有利于井底岩屑的排出，提高钻头的破岩效率；

3.保径采用流线型设计，可以防止保径应力集中，提高钻头的强度；

4.保径下部末端圆弧过渡，使井底岩屑在此处堆积的可能性较低，有利于防止因岩屑堆积产生的卡钻事故。

附图说明

下面结合附图和本实用新型的实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

图1为本实用新型的PDC钻头结构示意图。

图2为本实用新型的排屑槽结构示意图。

图3为本实用新型的保径结构图。

图中标记：1-钻头体、2-刀翼、3-保径、4-PDC齿、5-排屑槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示意的表示出本实用新型PDC钻头的基本结构，包括成为一体的钻头体1、刀翼2和保径3，在所述钻头体1的圆周上分布数个刀翼2，所述每个刀翼2的下部都连接有保径3，在所述刀翼2和保径3上设置有用于切削岩石的切削齿4，相邻两个刀翼2以及相邻两个保径3之间形成排屑流道5，所述保径3的上部与刀翼2相接，其上部的宽度与刀翼2的宽度相同，所述保径3的下部宽度逐渐收窄，使其保径3两侧逐渐向下靠拢，直到保径下部末端宽度接近为零。